基于多元統(tǒng)計(jì)分析的凍干草莓果粉品質(zhì)評(píng)價(jià)因子篩選

叢嘉昕,宋江峰,李大婧,*,包怡紅,劉春泉,楊秋明,肖亞冬

(1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150036; 2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,江蘇南京 210014)

草莓(FragariaananassaDuch.)果肉柔軟多汁,甜酸適度,且芳香濃郁,可鮮食也可加工成果酒、飲料、果粉、果醋、果脯等產(chǎn)品,深受大眾喜愛(ài)。草莓果肉中富含糖類(lèi)、有機(jī)酸、花色苷、維生素和多種微量元素,具有和胃消積、明目養(yǎng)肝等功效[1-2]。草莓凍干果粉是將草莓經(jīng)過(guò)真空凍干脫水、粉碎后制得的粉末狀物質(zhì),既保留草莓原有的色、香、味和營(yíng)養(yǎng)成分,又有利于人體消化吸收,可以作為功能型果粉滿足不同人群的營(yíng)養(yǎng)需求,也可作為輔料型果粉投入到其他食品加工中,是提高草莓果商業(yè)價(jià)值的一種有效途徑。由于不同品種草莓果粉的感官、理化性質(zhì)差異較大,為了更好地提高其利用效率,需要進(jìn)行品種選擇,通過(guò)對(duì)感官、理化、加工等綜合品質(zhì)的評(píng)價(jià),篩選出適宜的制粉品種。

多元統(tǒng)計(jì)分析研究為果粉的綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)提供了一種新的方法。目前,該法已在多種水果、蔬菜和茶葉等品質(zhì)評(píng)價(jià)研究中應(yīng)用。楊玲等[3]采用主成分分析法分析新品種“華紅”蘋(píng)果的流變特性參數(shù),并預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)貯藏期間果實(shí)的質(zhì)地品質(zhì)。孫亞強(qiáng)等[4]對(duì)初步篩選的50份酸棗資源,采用因子分析和聚類(lèi)分析完成對(duì)與酸棗相關(guān)的16個(gè)果實(shí)品質(zhì)性狀的評(píng)價(jià)和分類(lèi)。馬玉娟等[5]通過(guò)因子分析對(duì)鮮蘋(píng)果13 項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行篩選,利用概率分布和層次分析分別進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的分級(jí)及指標(biāo)權(quán)重的確定,再通過(guò)K-均值聚類(lèi)分析和判別分析建立蘋(píng)果品質(zhì)判別函數(shù)模型。得到對(duì)鮮蘋(píng)果品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的5個(gè)判別函數(shù),建模樣本和檢驗(yàn)樣本的判別正確率分別達(dá)95.65%和91.67%。李麗[6]以遼寧地區(qū)12個(gè)主栽品種草莓為原料,測(cè)定并分析速凍草莓的12項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo),應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析學(xué)中的主成分分析及相關(guān)性分析,對(duì)影響速凍草莓品質(zhì)的核心指標(biāo)進(jìn)行了篩選確定。目前,對(duì)不同品種草莓果粉的品質(zhì)評(píng)價(jià)未見(jiàn)報(bào)道,為此,本文主要以江蘇和山東主栽培的21個(gè)草莓品種為原料,制成凍干草莓果粉,對(duì)其主要品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定后,采用描述性統(tǒng)計(jì)、相關(guān)性分析、主成分分析和聚類(lèi)分析,評(píng)價(jià)影響凍干草莓果粉綜合品質(zhì)的主效因子,探討不同草莓品種制備果粉的差異,為凍干草莓果粉進(jìn)一步利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

21個(gè)品種草莓 基本信息如表1所示,在栽培管理?xiàng)l件基本相同的前提下種植,于不同品種九成熟期、果面著色達(dá)90%時(shí)采收,選取果實(shí)飽滿、顏色均勻,且無(wú)機(jī)械損傷和感染的草莓鮮果為原料,用于果粉的制備;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) 美國(guó)Sigma公司;總抗氧化能力(T-AOC)檢測(cè)試劑盒 上海信裕生物科技有限公司;考馬斯亮藍(lán)G-250 上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司;乙腈(色譜純) 美國(guó)天地公司;乙醇、鹽酸、硫酸、咔唑、半乳糖醛酸、氫氧化鈉、磷酸二氫鉀、二硝基苯肼、草酸、硫脲、活性炭、蔗糖、葡萄糖、果糖、氯化鈉(均為分析純) 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;抗壞血酸、草酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸標(biāo)準(zhǔn)品 百靈威科技有限公司;其它試劑 均為國(guó)產(chǎn)分析純。

表1 21個(gè)草莓品種的基本信息Table 1 The basic information of 21 cultivars of strawberry

BLK-FD-0.5真空冷凍干燥機(jī) 江蘇博萊客冷凍科技發(fā)展有限公司;MJ-BL25B31多功能電動(dòng)攪拌機(jī) 美的集團(tuán)有限公司;WSC-S型色差儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司;QTS質(zhì)構(gòu)分析儀 英國(guó)CNS Farnell公司;Agilent 1200高效液相色譜儀 美國(guó)安捷倫科技有限公司;TU-1810紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限公司;BS-224-S萬(wàn)分之一天平 賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;F600 粗纖維測(cè)定儀 濟(jì)南海能儀器股份有限公司;TG16-WS臺(tái)式高速離心機(jī) 長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司;HH-8恒溫水浴鍋 金壇市環(huán)保儀器廠;101A-2型數(shù)顯電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司;TNX1100-30馬弗爐 上海向北實(shí)業(yè)有限公司;RE～52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 草莓果粉制備工藝流程 草莓→清洗、去蒂、切片→預(yù)凍→真空冷凍干燥→粉碎、過(guò)80目篩→凍干草莓果粉

預(yù)凍:將處理好的新鮮草莓于-80 ℃冰箱預(yù)凍24 h,待真空冷凍干燥。

真空冷凍干燥在BLK-FD-0.5型真空冷凍干燥機(jī)進(jìn)行,當(dāng)冷阱溫度達(dá)到-30 ℃時(shí),關(guān)閉冷阱,打開(kāi)“凍干倉(cāng)制冷”,物料溫度降到-25 ℃,將預(yù)凍物料放到凍干倉(cāng)封蓋密封,1 h后,關(guān)閉“凍干倉(cāng)制冷”,打開(kāi)“冷阱制冷”,待冷阱溫度降至-40 ℃時(shí),開(kāi)啟“真空泵”,真空壓力下降到30 Pa時(shí),將“加熱手動(dòng)”打到“自動(dòng)”上,開(kāi)啟“循環(huán)泵”,開(kāi)始干燥。根據(jù)凍結(jié)草莓的特性,設(shè)置不同的加熱時(shí)間和加熱溫度階段,具體如下:

第1階段:加熱溫度0 ℃;加熱時(shí)間1 h

第2階段:加熱溫度5 ℃;加熱時(shí)間1 h

第3階段:加熱溫度15 ℃;加熱時(shí)間1 h

第4階段:加熱溫度25 ℃;加熱時(shí)間1 h

第5階段:加熱溫度35 ℃;加熱時(shí)間1 h

第6階段:加熱溫度39 ℃;加熱時(shí)間1 h

第7階段:加熱溫度42 ℃;加熱時(shí)間24 h

1.2.2 草莓果粉品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定 測(cè)定的草莓果粉感官指標(biāo)主要為色澤參數(shù)(L*、a*、b*),理化營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)包括水分含量、可溶性蛋白含量、果膠含量、粗纖維含量、VC含量、有機(jī)酸含量(草酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸)、可溶性糖含量(葡萄糖、果糖、蔗糖)、花色苷含量、DPPH自由基清除率和總抗氧化能力(T-AOC),加工指標(biāo)包括吸濕性、持水能力、粘力和產(chǎn)出率,共21個(gè)品質(zhì)指標(biāo)。其中,草莓果粉的色澤采用CIE顏色系統(tǒng)中L*、a*和b*值表示[7]。水分含量參照GB 5009.3-2010,采用恒重法測(cè)定?？扇苄缘鞍缀坎捎每捡R斯亮藍(lán)G-250染色法[8]。果膠含量參照NY/T 2016-2011,分光光度法測(cè)定。粗纖維含量參照GB/T 5009.10-2003測(cè)定。VC含量參照GB/T 5009.86-2003,2,4-二硝基苯肼法測(cè)定。有機(jī)酸含量按照Giannoccaro等[9]和徐玉濤等[10]的HPLC方法測(cè)定?？扇苄蕴呛堪凑誈iannoccaro等[9]和生靜雅等[11]的HPLC方法進(jìn)行測(cè)定?；ㄉ蘸坎捎胮H示差法測(cè)定[12-13]。DPPH自由基清除率參照方敏等[14]和羅婭等[15]的方法測(cè)定?？偪寡趸芰?T-AOC)參照林志欽[16]的方法測(cè)定。果粉吸濕性參照馬占強(qiáng)等[17]方法測(cè)定。持水能力參照Z(yǔ)hang等[18]方法測(cè)定。產(chǎn)出率參照王軒[19]方法測(cè)定。粘力采用QTS質(zhì)構(gòu)分析儀測(cè)定:稱(chēng)取1.00 g草莓果粉溶于10 mL蒸餾水中,攪拌均勻后待測(cè),測(cè)定條件:TA 10探頭,下壓速度1.0 mm/s,壓后上行速度8.00 mm/s,測(cè)試深度10 mm。以上各指標(biāo)重復(fù)三次測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

對(duì)草莓凍干果粉品質(zhì)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行Z-標(biāo)準(zhǔn)化,隨后進(jìn)行相關(guān)性、主成分分析和系統(tǒng)聚類(lèi)分析,聚類(lèi)方法采用組間聯(lián)接,區(qū)間采用平方Euclidean距離。原始數(shù)據(jù)Z-標(biāo)準(zhǔn)化處理公式如下:

式中:x為原始數(shù)據(jù);μ為平均值;σ為標(biāo)準(zhǔn)差。

數(shù)據(jù)分析采用Excel 2007和SPSS 19.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 凍干草莓果粉品質(zhì)指標(biāo)描述統(tǒng)計(jì)

21個(gè)品種凍干草莓果粉品質(zhì)指標(biāo)描述統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知,品種間不同指標(biāo)的變異系數(shù)差異較大。21個(gè)指標(biāo)的變異系數(shù)范圍在5.39%～64.17%之間,其中DPPH自由基清除率和b*值的變異系數(shù)在6%以下,分別為5.85%和5.39%,說(shuō)明未表現(xiàn)出明顯的品種間差異,品種間相對(duì)穩(wěn)定。其余19項(xiàng)指標(biāo)的變異系數(shù)較大,其中,草酸含量和蘋(píng)果酸含量的變異系數(shù)最大,分別為64.17%和53.56%,數(shù)據(jù)的變化范圍為6.85～62.64 mg/g和7.78～54.59 mg/g。另外,各指標(biāo)的平均值和中位數(shù)都較為接近,這意味著本研究分析用指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)并不存在異常變異,保證了后續(xù)指標(biāo)篩選的穩(wěn)健性和可靠性。

表2 凍干草莓果粉品質(zhì)指標(biāo)的描述性分析結(jié)果Table 2 Data distribution of quality evaluation indexes for freeze-dried strawberry powder

2.2 相關(guān)性分析

由于不同指標(biāo)的計(jì)量單位不同,數(shù)據(jù)量綱也不一致,在后續(xù)數(shù)據(jù)分析過(guò)程中需對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。由表3相關(guān)性分析結(jié)果可知,凍干草莓果粉各品質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)性分析共有210個(gè)相關(guān)系數(shù),在α=0.01水平上存在顯著相關(guān)性的有19個(gè),在α=0.05水平上存在顯著相關(guān)性的有11個(gè)。其中,水分含量、吸濕性、粘力、蘋(píng)果酸彼此間存在顯著相關(guān)性(p<0.01),吸濕性與粘力、產(chǎn)出率呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01),與蘋(píng)果酸呈顯著正相關(guān)(p<0.01);L*值與a*值、b*值、花色苷含量均呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01),且四個(gè)指標(biāo)彼此間存在顯著相關(guān)性(p<0.01);可溶性蛋白含量與蔗糖含量呈負(fù)相關(guān)(p<0.05),與粗纖維含量呈顯著正相關(guān)(p<0.01);葡萄糖含量與果糖含量呈顯著正相關(guān)(p<0.01),草酸含量與檸檬酸含量(p<0.05)、DPPH自由基清除率(p<0.01)均存在顯著相關(guān)性;VC含量與總抗氧化能力(T-AOC)呈顯著正相關(guān)(p<0.05),但與DPPH自由基清除率呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.05),這與唐忠厚等[20]對(duì)不同肉色甘薯的研究結(jié)果一致。從相關(guān)性分析結(jié)果可知,各指標(biāo)間均存在不同程度的相關(guān)性,使得凍干果粉品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果因品質(zhì)指標(biāo)所反映的信息重疊而不明確,這就需要對(duì)各品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)、簡(jiǎn)化,從而提高凍干果粉品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

表3 凍干草莓果粉品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of quality indexes for freeze-dried strawberry powder

2.3 主成分分析

旋轉(zhuǎn)后的主成分分析結(jié)果見(jiàn)表4。主成分?jǐn)?shù)目的確定要求既滿足數(shù)據(jù)的降維又能包括原始數(shù)據(jù)的大部分信息;累積方差貢獻(xiàn)率通常反映主成分所包含的原始信息的比率。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)累積貢獻(xiàn)率不低于80%的原則,明確主成分個(gè)數(shù)[21],因此,由特征值λ>1的前六個(gè)主成分(圖1),累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)81.895%,綜合了大部分原始數(shù)據(jù)的信息,可代表凍干草莓果粉品質(zhì)性狀篩選的綜合因素。

圖1 主成分分析碎石圖Fig.1 Screen plot of principal component analysis

數(shù)據(jù)經(jīng)最大方差法旋轉(zhuǎn)后,各因子的載荷值更接近于0或1,可以更好地解釋歸納出各主成分下的因子。由表4可知,第一主成分的方差貢獻(xiàn)率為24.789%,其中,貢獻(xiàn)最大的是吸濕性,其次是水分含量、蘋(píng)果酸含量、粘力和產(chǎn)出率,主要反映凍干草莓果粉的加工品質(zhì),也在一定程度上反映了果粉的酸度。第二主成分的方差貢獻(xiàn)率為20.961%,綜合了L*值、a*值、b*值和花色苷含量的信息,主要反映凍干草莓果粉的色澤,其中,L*值和a*值、b*值在第二主成分上的分布均呈相反方向,說(shuō)明隨著主成分值增大,L*值越小,a*值、b*值越大,草莓果粉色澤越紅。第三主成分的方差貢獻(xiàn)率為14.973%,綜合了DPPH自由基清除率、VC含量、草酸含量、檸檬酸含量和總抗氧化能力(T-AOC)的信息,主要反映凍干草莓果粉的抗氧化能力和酸度。第四主成分的方差貢獻(xiàn)率為10.337%,綜合了可溶性蛋白含量、葡萄糖含量、蔗糖含量、果糖含量和粗纖維含量的信息,反映了凍干草莓果粉的甜度和內(nèi)在營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。第五主成分的方差貢獻(xiàn)率為5.523%,主要包括果膠含量的信息,反映了凍干果粉的質(zhì)地與流變特性。第六主成分的方差貢獻(xiàn)率為5.313%,主要包括持水能力的信息,部分反映了凍干果粉的加工品質(zhì)。

表4 主成分旋轉(zhuǎn)成分矩陣Table 4 Rotational component matrix

根據(jù)主成分分析結(jié)果,以6個(gè)主成分對(duì)應(yīng)的方差相對(duì)貢獻(xiàn)率為權(quán)重,將各品種主成分得分和相應(yīng)的權(quán)重進(jìn)行線性加權(quán)求和,計(jì)算各凍干草莓果粉品種的綜合評(píng)價(jià)得分[22-23],綜合得分越高表示該品種凍干草莓果粉品質(zhì)越好。21個(gè)品種凍干草莓果粉在各主成分下的得分及品種綜合得分結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知,鳳凰、夢(mèng)、假章姬和紫金香玉品種的綜合得分較高,表明選用這些品種作為草莓果粉的制備原料優(yōu)勢(shì)較大。

表5 不同品種凍干草莓果粉的主成分得分Table 5 Principal component scores of different varieties of freeze-dried strawberry powder

2.4 品質(zhì)指標(biāo)的聚類(lèi)分析

根據(jù)主成分分析結(jié)果,采用組間聯(lián)接和平方Euclidean距離對(duì)凍干草莓果粉的21個(gè)品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的載荷系數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi)分析,通過(guò)聚類(lèi)把草莓果粉品質(zhì)指標(biāo)中相關(guān)性較強(qiáng)的指標(biāo)優(yōu)先聚在一起,單獨(dú)分為一類(lèi)的指標(biāo)具有相對(duì)獨(dú)立性。聚類(lèi)分析結(jié)果見(jiàn)圖2。結(jié)果表明,在類(lèi)間距離為15時(shí),上述指標(biāo)被分為6類(lèi),第一類(lèi)包括吸濕性、水分含量、蘋(píng)果酸含量、葡萄糖含量、果糖含量;第二類(lèi)包括a*值、b*值、花色苷含量、可溶性蛋白含量、粗纖維含量;第三類(lèi)包括草酸含量、檸檬酸含量、VC含量、總抗氧化能力(T-AOC)、持水能力;第四類(lèi)包括DPPH自由基清除率、果膠含量;第五類(lèi)包括粘力、產(chǎn)出率、蔗糖含量;L*值單獨(dú)聚為第六類(lèi)。

圖2 21個(gè)品質(zhì)評(píng)價(jià)因子的聚類(lèi)結(jié)果Fig.2 Clustering results of 21 quality evaluation factors

由相關(guān)性分析知,同聚為一類(lèi)的果粉品質(zhì)指標(biāo)間具有密切的相關(guān)性,可選用1個(gè)或幾個(gè)指標(biāo)代表其他指標(biāo),予以簡(jiǎn)化;再根據(jù)果蔬粉有關(guān)指標(biāo)要求和實(shí)際情況,分別在每一類(lèi)中篩選出具有代表性的核心指標(biāo)。在第一類(lèi)中,吸濕性與水分含量、蘋(píng)果酸間存在顯著相關(guān)性,且吸濕性的貢獻(xiàn)率最大,故選擇吸濕性為核心指標(biāo),考慮到凍干果粉的風(fēng)味對(duì)其品質(zhì)的重要性,葡萄糖和果糖是反映凍干果粉甜度的指標(biāo),二者間存在顯著相關(guān)性,但草莓果粉中果糖含量較高,更能反映凍干草莓果粉的甜度,因此,果糖含量被選為代表性指標(biāo),最終選擇吸濕性和果糖含量為第一類(lèi)的核心指標(biāo);在第二類(lèi)中,a*值、b*值、花色苷含量彼此間以及可溶性蛋白含量與粗纖維含量間均呈顯著正相關(guān),由于粗纖維含量貢獻(xiàn)率最小,排除該指標(biāo),色澤是決定果粉外觀品質(zhì)的重要指標(biāo),但b*值變異系數(shù)較小,a*值貢獻(xiàn)率較花色苷含量大,故選擇a*值為代表性指標(biāo),因蛋白質(zhì)的持水性,在一定程度上決定著果粉的溶解能力,故可溶性蛋白含量也被選為核心指標(biāo),因此,第二類(lèi)的核心指標(biāo)為a*值和可溶性蛋白含量;在第三類(lèi)中,VC含量的貢獻(xiàn)率最大,主要反映凍干果粉的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì);在第四類(lèi)中,DPPH自由基清除率變異系數(shù)小于6%,不作為代表性指標(biāo),選擇果膠含量為第四類(lèi)的核心指標(biāo);在第五類(lèi)中,蔗糖含量因貢獻(xiàn)率最小被排除,產(chǎn)出率與粘力間存在較強(qiáng)相關(guān)性,而粘力與果膠含量有所關(guān)聯(lián),故選擇反映果粉加工品質(zhì)的重要指標(biāo)產(chǎn)出率作為第五類(lèi)的核心指標(biāo);L*值由于單獨(dú)聚為一類(lèi),直接作為核心指標(biāo)。綜上,可將草莓果粉品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)簡(jiǎn)化為吸濕性、果糖含量、a*值、可溶性蛋白含量、VC含量、果膠含量、產(chǎn)出率和L*值8個(gè)核心指標(biāo)。

3 討論

草莓屬于漿果類(lèi),容易腐爛而不耐貯藏,因此除部分鮮食外常加工成果蔬制品。大量研究表明[24-25],真空冷凍干燥方法制得的草莓果粉能有效地保留草莓原有的色澤、香味和營(yíng)養(yǎng)成分,并延長(zhǎng)其保存期,提高草莓商品價(jià)值,是目前常見(jiàn)的制備方法。除了制備技術(shù)與干燥工藝外,品種是影響草莓果粉品質(zhì)性狀的重要因素之一,于漫漫等[26]通過(guò)5個(gè)品種草莓果粉抗氧化物質(zhì)及其活性的研究表明,不同品種草莓果粉的抗氧化成分含量差異較大,李國(guó)鵬等[27]分析了不同品種番石榴果粉得率、果粉色澤、成粉特性、營(yíng)養(yǎng)成分的果粉及其抗氧化活性等方面的差異。本研究中,以江蘇及周邊草莓主栽品種為研究對(duì)象,避免了產(chǎn)地和氣候條件帶來(lái)的極大影響,比較顯示不同品種草莓凍干果粉的品質(zhì)性狀存在差異,尤其在水分含量、吸濕性、蔗糖含量、草酸含量、蘋(píng)果酸含量、粗纖維含量、VC含量、花色苷含量和總抗氧化能力方面表現(xiàn)出明顯的品種間差異,推測(cè)可能與品種基因型差異及遺傳特性有關(guān)。

本研究選取DPPH自由基清除率、總抗氧化能力、吸濕性、色澤、可溶性糖含量、VC含量、可溶性蛋白含量等21項(xiàng)測(cè)定指標(biāo),作為評(píng)價(jià)凍干草莓果粉綜合品質(zhì)的主要指標(biāo)。由于各品質(zhì)指標(biāo)間具有不同程度的相關(guān)性,說(shuō)明指標(biāo)間存在部分信息重復(fù),通過(guò)主成分分析法在不損失或較少損失原始信息的前提下,將原來(lái)彼此間具有相關(guān)性的較多指標(biāo)簡(jiǎn)化為彼此間相對(duì)獨(dú)立或相關(guān)性較小的幾個(gè)具有代表性的指標(biāo),提高了凍干果粉品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和合理性[28]。主成分分析在果蔬品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選方面應(yīng)用較為廣泛,Bi等[29]分析了9個(gè)不同來(lái)源的富士蘋(píng)果脆片的16個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)主成分分析提取了5個(gè)主成分,并采用聚類(lèi)分析確定了粗纖維含量、脆性、可滴定酸含量、生產(chǎn)率和膨脹比5個(gè)特征指標(biāo)。Lyu等[30]分析了通過(guò)氣流膨化制備的15種黃桃片的19個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),采用主成分分析,分析層次分析,K均值聚類(lèi)和鑒別分析的方法對(duì)黃桃片的綜合質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià),最終確定的簡(jiǎn)化指標(biāo)為糖含量,產(chǎn)出率,含水量,a*值和L*值。宋江峰等[31]在研究菜用大豆品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)時(shí),采用主成分分析法和聚類(lèi)分析法將18項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)簡(jiǎn)化為百粒質(zhì)量以及葉綠素、VC、可溶性糖、粗脂肪、異黃酮含量、硬度和a*值8個(gè)核心指標(biāo)。其他的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法有層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法、聚類(lèi)分析法和多維價(jià)值理論等,而在草莓果粉品質(zhì)評(píng)價(jià)中卻很少應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)主成分分析提取出前6個(gè)主成分,累積貢獻(xiàn)率為81.895%,結(jié)合聚類(lèi)分析,進(jìn)一步對(duì)評(píng)價(jià)因子的品質(zhì)性狀進(jìn)行歸類(lèi)篩選,篩選出草莓果粉品質(zhì)評(píng)價(jià)因子為吸濕性、果糖含量、a*值、可溶性蛋白含量、VC含量、果膠含量、產(chǎn)出率和L*值,較為全面地構(gòu)建了草莓凍干果粉品質(zhì)評(píng)價(jià)的體系基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)21個(gè)品種草莓果粉品質(zhì)性狀指標(biāo)的主成分分析,綜合得分值最高的品種分別為鳳凰、夢(mèng)、假章姬和紫金香玉,說(shuō)明選用這些品種作為草莓果粉的制備原料優(yōu)勢(shì)較大。

經(jīng)主成分分析提取出主成分,結(jié)合各品種草莓果粉在各個(gè)主成分中的得分,基本可以判定哪些品種的果粉在所提取的主成分中具有明顯優(yōu)勢(shì),從而針對(duì)具體的指標(biāo)和各品種果粉進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。對(duì)本研究來(lái)講,這比對(duì)各品種果粉進(jìn)行綜合得分排序評(píng)價(jià)更加客觀、合理。本研究后期將對(duì)該評(píng)價(jià)模式進(jìn)行驗(yàn)證,以期能全面而真實(shí)反映參評(píng)因子的優(yōu)劣,為草莓果粉品質(zhì)評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)論

不同草莓品種的凍干果粉品質(zhì)存在明顯差異,DPPH自由基清除率和色澤b*值的品種間變異系數(shù)較小,草酸含量和蘋(píng)果酸含量的品種間變異系數(shù)最大。采用主成分分析對(duì)21個(gè)品種凍干草莓果粉的21個(gè)品質(zhì)性狀進(jìn)行主成分分析研究,提取前6個(gè)主成分,累積貢獻(xiàn)率達(dá)到81.895%,對(duì)結(jié)果進(jìn)一步采取系統(tǒng)聚類(lèi),結(jié)合相關(guān)性和主成分分析,篩選出吸濕性、果糖含量、a*值、可溶性蛋白含量、VC含量、果膠含量、產(chǎn)出率和L*值8個(gè)核心指標(biāo)。綜合運(yùn)用主成分分析和聚類(lèi)分析方法可以簡(jiǎn)化草莓果粉品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo),有助于優(yōu)良品質(zhì)特性的草莓果粉的評(píng)價(jià)與篩選。

[1]Ornelas-paz J D J,Yahia E M,Ramírez-bustamante N,et al. Physical attributes and chemical composition of organic strawberry fruit(FragariaananassaDuch,Cv. Albion)at six stages of ripening[J]. Food Chemistry,2013,138(1):372-381.

[2]Yang D,Xie H,Jiang Y,et al. Phenolics from strawberry cv. falandi and their antioxidant andα-glucosidase inhibitory activities[J]. Food Chemistry,2016,194(1):857-863.

[3]楊玲,張彩霞,康國(guó)棟,等. ‘華紅’蘋(píng)果果肉的流變特性及其主成分分析[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,50(12):2417-2427.

[4]孫亞強(qiáng),吳翠云,王德,等. 野生酸棗資源果實(shí)品質(zhì)因子分析及評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇[J]. 食品科學(xué),2016,37(9):29-34.

[5]馬玉娟,趙見(jiàn)軍,鄧紅,等. 陜西洛川富士鮮蘋(píng)果品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)及分級(jí)體系的構(gòu)建[J]. 食品科學(xué),2015,36(1):69-74.

[6]李麗. 速凍草莓品質(zhì)評(píng)價(jià)體系的建立研究[D]. 沈陽(yáng):沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué),2016.

[7]Aguiló-aguayo I,Oms-oliu G,Soliva-fortuny R,et al. Changes in quality attributes throughout storage of strawberry juice processed by high-intensity pulsed electric fields or heat treatments[J]. LWT-Food Science and Technology,2009,42(4):813-818.

[8]Zuo S,Lundahl P. A micro-bradford membrane protein assay[J]. Analytical Biochemistry,2000,284(1):162-164.

[9]Giannoccaro E,Wang YJ,Chen P. Effects of solvent,temperature,time,solvent-to-sample ratio,sample size,and defatting on the extraction of soluble sugars in soybean[J]. Journal of Food Science,2010,71(1):59-64.

[10]徐玉濤,李珂珂,王賀新,等. 高效液相色譜法對(duì)藍(lán)莓果實(shí)中8個(gè)有機(jī)酸含量的測(cè)定[J]. 食品科學(xué),2015,36(18):127-131.

[11]生靜雅. 自然五倍體野生草莓的起源及品質(zhì)性狀評(píng)價(jià)研究[D]. 揚(yáng)州:揚(yáng)州大學(xué),2009.

[12]程新峰. 低頻超聲波輔助提高冷凍草莓加工全過(guò)程品質(zhì)及效率的研究[D]. 無(wú)錫:江南大學(xué),2014.

[13]He B,Zhang L,Yue X,et al. Optimization of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds and anthocyanins from blueberry(Vacciniumashei)wine pomace[J]. Food Chemistry,2016,204(1):70-76.

[14]方敏,王耀峰,宮智勇. 15種水果和33種蔬菜的抗氧化活性研究[J]. 食品科學(xué),2008,29(10):97-100.

[15]羅婭,唐勇,馮珊,等. 6個(gè)草莓品種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與抗氧化能力研究[J]. 食品科學(xué),2011,32(7):52-56.

[16]林志欽. 蓮子心總黃酮的提取純化及其功能性研究[D]. 福州:福建農(nóng)林大學(xué),2012.

[17]馬占強(qiáng),石啟龍. 干燥方法對(duì)雪蓮果粉品質(zhì)特性的影響[J]. 食品工業(yè)科技,2013,34(17):201-205.

[18]Zhang M,Zhang C J,Shrestha S. Study on the preparation technology of superfine ground powder ofAgrocybechaxinguHuang[J]. Journal of Food Engineering,2005,67(3):333-337.

[19]王軒. 不同產(chǎn)地紅富士蘋(píng)果品質(zhì)評(píng)價(jià)及加工適宜性研究[D]. 北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2013.

[20]王沛,劉璇,畢金峰,等. 基于主成分分析的中早熟蘋(píng)果脆片品質(zhì)評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào),2012,12(6):204-211.

[21]唐忠厚,李洪民,等. 不同肉色甘薯抗氧化特性的基因型差異及其相關(guān)性研究[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào),2009(5):47-52.

[22]孟永宏,張英,王曉培,等. 基于主成分分析法的美八蘋(píng)果品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)體系構(gòu)建[J]. 食品工業(yè)科技,2015,36(9):296-300.

[23]戴海芳,武輝,阿曼古麗·買(mǎi)買(mǎi)提阿力,等. 不同基因型棉花苗期耐鹽性分析及其鑒定指標(biāo)篩選[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,47(7):1290-1300.

[24]王偉,何俊萍,王明空,等. 真空冷凍干燥草莓粉工藝研究[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào),2007,7(6):113-117.

[25]苑社強(qiáng),牟建樓,徐立強(qiáng),等. 真空冷凍干燥工藝生產(chǎn)草莓粉的技術(shù)研究[J]. 制冷學(xué)報(bào),2007,28(5):59-62.

[26]于漫漫,王文亮,弓志青,等. 不同品種噴霧干燥草莓粉抗氧化物質(zhì)及其活性研究[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,49(2):59-63.

[27]李國(guó)鵬,祝婉熾,陳倩欣,等. 不同番石榴品種果粉功能特性差異比較[J]. 食品工業(yè)科技,2015,36(19):124-127.

[28]劉科鵬,黃春輝,冷建華,等. ‘金魁’獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的主成分分析與綜合評(píng)價(jià)[J]. 果樹(shù)學(xué)報(bào),2012,29(5):867-871.

[29]Bi J,Wang X,Chen Q,et al. Evaluation indicators of explosion puffing Fuji apple chips quality from different chinese origins[J]. Lwt-Food Science and Technology,2015,60(2):1129-1135.

[30]Lyu J,Zhou L,Bi J,et al. Quality evaluation of yellow peach chips prepared by explosion puffing drying[J]. Journal of Food Science and Technology,2015,52(12):8204-8211.

[31]宋江峰,劉春泉,姜曉青,等. 基于主成分與聚類(lèi)分析的菜用大豆品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)[J]. 食品科學(xué),2015,36(13):12-17.